Συγκριτική μελέτη σημαντικών μεθόδων αυτόματης κατάτμησης εικόνας

Abstract

Στόχος της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη ορισμένων από τους πλέον σύγχρονους και αποδοτικούς αλγόριθμους αυτόματης κατάτμησης εικόνας πάνω σε αρχαίες επιγραφές, ως και η σύγκριση της απόδοσης αυτών. Οι επιγραφές αυτές, έχουν φωτογραφηθεί με Φωτογραφική μηχανή υψηλής ανάλυσης (από 60 έως 600 εικονοστοιχεία ανά εκατοστό) και στην συνέχεια η κάθε μία έχει διαιρεθεί στα επιμέρους γράμματα που την απαρτίζουν, προκειμένου να γίνει ξεχωριστή κατάτμηση σε κάθε γράμμα, σε αποχρώσεις του γκρι (grey scale). Παράλληλα, σε κάθε γράμμα έχει γίνει από επιστήμονες του κλάδου του μηχανικού, κατάτμηση την οποία αναφέρουμε «ότι έχει γίνει με το χέρι». Ο στόχος της κατάτμησης των εικόνων των γραμμάτων με ανθρώπινη παρέμβαση, είναι η δημιουργία ενός μέτρου αναφοράς, δεδομένου ότι αυτή τη θεωρούμε ως την πλέον αξιόπιστη κατάτμηση. Στα κεφάλαια αυτής της διπλωματικής παρουσιάζονται μερικές από τις πλέον βασικές υπάρχουσες μεθόδους κατάτμησης εικόνας και πραγματοποιείται η σύγκρισή τους προκειμένου να διευκρινισθεί η αποδοτικότερη εξ αυτών, ως και τα πλεονεκτήματα και οι αδυναμίες της κάθε μεθόδου. Αρχικά, παρουσιάζονται τρεις σύγχρονοι και ευρέως χρησιμοποιούμενοι αλγόριθμοι: watershed, chan-vese, multiphase, οι οποίοι βασίζονται σε διαφορετικές τεχνικές κατάτμησης. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται ένας νέος αλγόριθμος αυτόματης κατάτμησης εικόνας, που έχει αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια. Τέλος, παρατίθενται συγκριτικοί πίνακες και εικόνες προκειμένου να εκτιμηθούν και πρακτικά τα αποτελέσματα της κάθε μεθόδου και να αναδειχθεί η καταλληλότερη και αποδοτικότερη μέθοδος για τον κλάδο της επιγραφολογίας. Όλες οι εικόνες έχουν συγκρίνονται και με το αποτέλεσμα που έχουμε λάβει από την κατάτμηση με το χέρι που αποτελεί το αρχικό κριτήριο ανάδειξης της καλύτερης μεθόδου.

The aim of this thesis is to study some of the most modern and efficient algorithms automatic image segmentation on ancient inscriptions, and also the comparison of the performance of these. These inscriptions have been photographed with high resolution cameras ( from 60 to 600 pixels per cm ) and then each of them has been divided in the letters that compose it , in order to make a separate partition to each letter , in shades of grey (grey scale). At the same time, each letter has become by scientists of the engineering industry, segmentation which mention "that is done by hand". The target of the letter images’ segmentation by human intervention is to create a benchmark, since this method is considered as the most reliable segmentation. In the chapters of this thesis are presenting some of the most basic current image segmentation methods, and the comparison is made in order to clarify the most efficient ones, and the strengths and weaknesses of each method . Initially, three modern and widely used algorithms have been performed: watershed, chan-vese, multiphase, which are based on different segmentation’s techniques. Thereafter, a new automatic image segmentation algorithm is presented, which has been developed in recent years. Finally, comparative tables and images have been given in order to assess and record the results of each method and to highlight the most appropriate and efficient method for the field of epigrafology. All images have been compared with the results we have obtained from the segmentation by hand, which is the primary criterion of the enhancement of the best method.